Lihat sumber Grafena

{{rapikan|masih banyak kesalahan penerjemahan}}
[[Berkas:Graphen.jpg|jmpl|340px|Grafena yang terdiri dari atom [[karbon]]]]

'''Grafena''' ({{lang-en|Graphene}}) merupakan [[alotrop]] [[karbon]] yang berbentuk lembaran tipis dimana setiap [[atom]] [[karbon]] memiliki [[ikatan kimia|ikatan]] ''sp<sup>2</sup>'' dan struktur dalam bentuk kisi kristal seperti sarang [[lebah]]. Material ini dapat umpamakan sebagai sebuah jaring-jaring berskala [[atom]] yang terdiri dari [[atom]] [[karbon]] beserta ikatannya. 

Nama grafena berasal dari kata [[grafit|Graphite]] + [[alkena|-ene]]; [[grafit]] sendiri terdiri dari banyak lembaran grafena yang ditumpuk secara bersama. 

Pada tahun 2010, [[Andre Geim|Andre K. Geim]] dan [[Konstantin Novoselov]] mendapat hadiah [[Penghargaan Nobel|Nobel]] di bidang kimia karena percobaan tentang material 2 dimensi ''graphene''.

[[Ikatan karbon-karbon]] pada grafena adalah sekitar 0,142&nbsp;nm. Grafena merupakan unsur dasar dari [[alotrop]] karbon, meliputi [[grafit]], [[tabung nano karbon]], dan [[fulerena]]. Grafena juga dapat dianggap sebagai [[molekul]] [[aromatik]] yang sangat besar, yang merupakan kelompok [[senyawa]] [[hidrokarbon]] polisiklik [[aromatik]] datar.

== Sejarah Penemuan Grafena ==
Pada tahun 2004 kelompok riset dari [[Institut Teknologi Massachusetts]] yang dipimpin oleh [[Andre K. Geim]] dan [[Kostya Novoselov|Konstantin Novoselov]] menemukan suatu material [[semikonduktor]] yang disebut "Graphene" (Grafena). Bahan yang merupakan [[alotrop]] [[karbon]] ini, memiliki ketebalan hanya satu atom saja dan lebih kuat daripada baja, yaitu karbon yang disusun menyamping pada kisi yang menyerupai sarang [[lebah]] (Segi 6) dan diperkirakan sebagai bahan [[semikonduktor]] tertipis di [[Dunia]]. 

Lapisan tunggal dari [[grafit]] sebelumnya (sekitar tahun 1910-an) ditumbuhkan secara epitaksial di atas material-material lainnya dan biasa disebut "grafena epitaksial". Grafena epitaksial ini mengandung lapisan setebal satu atom berbentuk [[heksagonal]] dengan ikatan ''sp<sup>2</sup>'' antar atom karbonnya. Pada proses penumbuhan kristal grafena ini, terjadi transfer muatan dari substrat ke grafena epitaksial, dan dalam beberapa kasus terjadi [[hibridisasi orbital]] ''d'' dari atom substrat dengan orbital [[pi]] dari grafena, yang secara signifikan mengubah struktur [[elektronik]] grafena.

== Penjelasan ==
Grafena yang sempurna secara eksklusif terdiri dari [[sel]]-[[sel]] yang berbentuk heksagonal, sel berbentuk segi lima dan segi tujuh merupakan sel yang cacat. Jika terdapat sel bersegi lima yang terisolasi, maka bidang akan mengkerut menjadi berbentuk [[kerucut]] penyisipan dua belas segi lima akan membentuk fulerena. Demikian pula, penyisipan sel segi tujuh yang terisolasi menyebabkan lembaran menjadi berbentuk pelana. 

Penambahan yang terkontrol dari segi lima dan segi tujuh memungkinkan terbentuknya berbagai bentuk komplek, misalnya ''carbon nanobud''. Tabung nano karbon berdinding tunggal dapat dianggap sebagai [[silinder]] grafena yang sebagian kecil memiliki tutup berbentuk setengah bola (yang melibatkan enam [[segi lima]]) di setiap ujungnya.

== Grafena Sintesis (Graphene Synthesis) ==
Telah diperhitungkan bahwa fragmen-fragmen kecil lembaran grafena dihasilkan (bersamaan dengan serpihan lainnya) ketika [[grafit]] dikikis, misalnya ketika menggambar garis dengan [[pensil]].<ref>"...bits of graphene are undoubtedly present in every pencil mark" —[http://www.sciam.com/article.cfm?id=carbon-wonderland Carbon Wonderland, ''Scientific American'', April 2008 ] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081122100411/http://www.sciam.com/article.cfm?id=carbon-wonderland |date=2008-11-22 }}</ref> Namun, [[fisikawan]] dari Universitas Manchester dan ''Institute for Microelectronics Technology, Chernogolovka, Russia'' yang pertama kali mengisolasi dan mempelajari grafena (daripada [[hidrokarbon]] aromatik polisiklik) pada tahun 2004. Selain itu, pada publikasi dalam jurnal ilmiah ''Science'',<ref name="Nov 04">Novoselov, K.S. ''et al''. Electric Field Effect in Atomically Thin Carbon Films. ''Science'' '''306''', 666 (2004) {{DOI|10.1126/science.1102896}}</ref> mereka juga mendefinisikan grafena.

Grafena adalah nama yang diberikan pada satu lapisan atom karbon yang dipadatkan dalam struktur cincin benzena, dan secara luas digunakan untuk menggambarkan sifat-sifat banyak bahan berbasis karbon, termasuk grafit, [[fulerena]] besar, nanotube, dan lain-lain. (Misalnya, Nanotube karbon biasanya dianggap sebagai lembaran graphene digulung menjadi silinder berukuran nanometer (geometri) | silinder). Planar grafena sendiri telah dianggap tidak ada dalam keadaan bebas, menjadi tidak stabil sehubungan dengan pembentukan struktur melengkung seperti jelaga, [[fulerena]], dan nanotube.

Grafena sampai saat ini merupakan bahan paling mahal di [[Bumi]], dengan sebuah sampel yang dapat diletakkan di potongan rambut manusia memakan biaya lebih dari $1.000 (Sama dengan Rp.14.061.891) (April 2008).<ref name = "SciAm">"Carbon Wonderland", [http://www.sciam.com/article.cfm?id=carbon-wonderland ''Scientific American'', April 2008] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081122100411/http://www.sciam.com/article.cfm?id=carbon-wonderland |date=2008-11-22 }}</ref> Harga grafena dapat menurun drastis apabila metode produksi komersial yang akan dikembangkan pada masa depan.

=== Pertumbuhan Epitaksial ===
Metode ini pada prinsipnya menggunakan suatu substrat sebagai bibit pertumbuhan grafena. Hal ini dikenal sebagai pertumbuhan epitaksial. Metode ini mempunyai kelemahan diantaranya tidak menghasilkan lembaran-lembaran grafena dengan ketebalan yang seragam. Selain itu ikatan antara lembaran grafena bagian bawah dengan substrat dapat memengaruhi sifat-sifat lapisan [[karbon]].<ref name = "PhysOrg.com">"A smarter way to grow graphene", [http://www.physorg.com/news129980833.html ''PhysOrg.com'', May 2008] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20120128134607/http://www.physorg.com/news129980833.html |date=2012-01-28 }}</ref>

=== Reduksi Silikon Karbida ===
Grafena sintesis dapat juga dilakukan dengan metode [[reduksi]] [[silikon]] karbida, yaitu dengan cara memanaskan [[silikon]] karbida pada [[temperatur]] tinggi (Sekitar 1100&nbsp;°C) untuk mereduksinya menjadi grafena. Proses ini menghasilkan sampel berukuran kecil yang tidak memungkinkannya digunakan pada teknik fabrikasi kebanyakan aplikasi [[elektronik]].

=== Reduksi Hidrazina ===
Para peneliti telah mengembangkan suatu metode meletakkan kertas grafena [[oksida]] (Graphene oxide) dalam [[larutan]] hidrazin murni (suatu [[senyawa]] [[kimia]] yang mengandung [[nitrogen]] dan [[hidrogen]]) yang akan mereduksi kertas [[grafit]] [[oksida]] menjadi grafena berlapis tunggal.<ref>"Researchers discover method for mass production of nanomaterial graphene", [http://www.physorg.com/news145544727.html ''PhysOrg.com'', Nov 2008] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090104041549/http://www.physorg.com/news145544727.html |date=2009-01-04 }}</ref>

=== Reduksi Etanol ===
Publikasi baru-baru ini telah menjelaskan proses grafena sintesis dalam jumlah gram, yaitu dengan mereduksi [[etanol]] oleh [[logam]] [[natrium]], diikuti dengan pirolisis produk etoksida, kemudian mencucinya dengan [[air]] untuk menghilangkan garam-garam [[natrium]].<ref>{{cite journal | doi = 10.1038/nnano.2008.365 | title = Gram-scale production of graphene based on solvothermal synthesis and sonication | year = 2008 | author = Choucair, Mohammad | journal = Nature Nanotechnology}}</ref>

== Sifat-sifat Grafena ==
=== Struktur Atom ===
Struktur atom grafena dapat dikaji dengan menggunakan [[mikroskop elektron transmisi]] (bahasa Inggris: ''Transmission electron microscope'') dengan lembar grafena disuspensi di antara kisi logam.<ref name="Meyer07"/> Pola-pola difraksi elektron menunjukkan kisi heksagonal grafena, seperti yang diharapkan. Grafena yang tersuspensi juga menunjukkan adanya "riakan" (''rippling'') pada lembaran datar grefena tersebut, dengan amplitudo sekitar satu nanometer. Secara intrinsik, riakan ini diakibatkan oleh ketidakstabilan kristal dua dimensi,<ref name="Carlsson">Carlsson, J. M. Graphene: Buckle or break. ''Nature Materials'', '''6'''(11), 801-802 (2007)</ref><ref name="Fasolino">Fasolino, A., Los, J. H., & Katsnelson, M. I. Intrinsic ripples in graphene. ''Nature Materials'', '''6'''(11), 858-861 (2007)</ref><ref name="RiseGraphene"/> ataupun secara ekstrinsik berasal dari kotoran yang terlihat pada gambar TEM grafena. Gambar beresolusi atom dalam ruang nyata dari grafena berlapis tunggal pada substrat silikon dioksida didapatkan<ref name="Ishigami07">{{cite journal
 | last = Ishigami
 | first = Masa
 | coauthors = et al.
 | date = [[11 May]] [[2007]]
 | volume = 7
 | issue = 6
 | pages = 1643–1648
 | url = http://pubs.acs.org/cgi-bin/article.cgi/nalefd/2007/7/i06/pdf/nl070613a.pdf
 | title = Atomic Structure of Graphene on SiO2
 | journal = Nano Lett.
 | doi = 10.1021/nl070613a
 |format=PDF}}</ref><ref name="Stolyarova">{{cite journal
 | last = Stolyarova
 | first = Elena
 | coauthors = et al.
 | date = [[21 May]] [[2007]]
 | volume = 104
 | issue = 
 | pages = 9209–9212
 | url = http://www.pnas.org/cgi/reprint/104/22/9209?maxtoshow=&HITS=10&hits=10&RESULTFORMAT=&fulltext=stolyarova&searchid=1&FIRSTINDEX=0&resourcetype=HWCIT
 | title = High-resolution scanning tunneling microscopy imaging of mesoscopic graphene sheets on an insulating surface
 | journal = Proceedings of the Natioanl Academy of Sciences
 | doi = 10.1073/pnas.0703337104
 | pmid = 17517635
 | access-date = 2009-01-05
 | archive-date = 2023-08-08
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20230808055514/https://www.pnas.org/doi/abs/10.1073/pnas.0703337104
 | dead-url = no
 }}</ref> dengan menggunakan [[mikroskop penerowongan payaran]] (''scanning tunneling microscope''). 

Grafena yang diproses menggunakan teknik litografi diselimuti oleh residu fotoresistor, yang harus dibersihkan untuk mendapatkan gambar beresolusi atomik.<ref name="Ishigami07" /> Residu tersebut kemungkinan merupakan "[[adsorbat]]" yang terpantau pada gambar TEM, dan dapat menjelaskan riakan yang terpantau pada grafena. Riakan grafena pada permukaan silikon dioksida ditentukan oleh konformasil grafena terhadap silikon dioksida, dan bukan merupakan efek intrinsik.<ref name="Ishigami07" />

=== Sifat Elektronik ===
Grafena sangat berbeda dari kebanyakan bahan tiga dimensi konvensional. Secara intrinsik, grafena merupakan semilogam atau [[semikonduktor]] bersela energi nol. Hubungan E-k grafena adalah linear untuk [[energi]] rendah yang berada dekat dengan enam sudut zona Brilloiun heksagonal dua dimensi, mengakibatkan [[massa]] efektif [[elektron]] dan lubang heksagonalnya nol.<ref name="E-Phonon">J.-C. Charlier, P.C. Eklund, J. Zhu, and A.C. Ferrari, “Electron and Phonon Properties of Graphene: Their Relationship with Carbon Nanotubes,” from Carbon Nanotubes: Advanced Topics in the Synthesis, Structure, Properties and Applications, Ed. By A. Jorio, G. Dresselhaus, and M.S. Dresselhaus, Berlin/Heidelberg: Springer-Verlag, 2008</ref> Oleh karena hubungan "dispersi" relatif linear ini pada energi rendah, elektron dan lubang yang dekat enam titik ini memiliki sifat-sifat partikel [[teori relativitas|relativistik]] yang dijelaskan oleh persamaan Dirac untuk partikel dengan [[spin]] 1 / 2.<ref name="Carbon-basedElectronics">Avouris, P., Chen, Z., and Perebeinos, V. Carbon-based electronics. ''Nature Nano''. '''2''' 605-613 (2007)</ref> Oleh karena itu, [[elektron]] dan lubang heksagonalnya disebut [[fermion]] Dirac, dan enam sudut dari zona Brillouin disebut titik Dirac.<ref name="E-Phonon"/> Persamaan yang menjelaskan hubungan E-k adalah <math>E = \hbar v_F\sqrt{k_x^2+k_y^2}</math>; di mana <math>v_f</math> adalah [[kecepatan Fermi]] yang nilainya sekitar <math>10^6 \mathrm{m}/\mathrm{s}</math><ref name="Carbon-basedElectronics"/>

=== Sifat Optik ===
[[Berkas:graphene visible.jpg|kiri|300px|jmpl|Foto grafena pada cahaya yang terpancar. Kristal setebal satu atom ini dapat dilihat dengan mata telanjang karena ia menyerap kira-kira 2,3% cahaya putih, yang merupakan ''π'' kali [[tetapan struktur halus]].]]

Sifat-sifat [[elektronik]] grafena yang unik menyebabkannya memiliki opasitas yang tinggi untuk sebuah bahan ekalapis atomik. Ia menyerap ''πα'' ≈ 2,3% [[cahaya]] putih, dengan ''α'' adalah [[tetapan struktur halus]].<ref>{{Citation |title=Universal infrared conductance of graphite |first1=A. B. |last1=Kuzmenko |first2=E. |last2=van Heumen |first3=F. |last3=Carbone |first4=D. |last4=van der Marel |journal=Phys. Rev. Lett. | volume=100 |pages=117401(2008) |doi=10.1103/PhysRevLett.100.117401 |year=2008}}</ref><ref>{{Citation |title=Fine Structure Constant Defines Visual Transparency of Graphene |first1=R. R. |last1=Nair |first2=P. |last2=Blake |first3=A. N. |last3=Grigorenko |first4=K. S. |last4=Novoselov |first5=T. J. |last5=Booth |first6=T. |last6=Stauber |first7=N. M. R. |last7=Peres |first8=A. K. |last8=Geim |journal=[[Science (journal)|Science]] |date=2008-004-03 |doi=10.1126/science.1156965 |volume=320 |pages=1308 |pmid=18388259}}</ref> Hal ini telah dikonfirmasikan secara eksperimen, tetapi pengukurannya tidak cukup akurat untuk mengizinkan kemajuan yang berarti pada teknik penentuan tetapan struktur halus lainnya.<ref>{{Citation |title=Graphene Gazing Gives Glimpse Of Foundations Of Universe |url=http://www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080403140918.htm |journal=ScienceDaily |date=2008-04-04 |accessdate=2008-04-06 |archive-date=2008-04-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20080406140754/http://www.sciencedaily.com/releases/2008/04/080403140918.htm |dead-url=no }}</ref>

=== Sifat Mekanik ===
Grafena merupakan bahan yang paling kuat yang diketahui oleh manusia menurut penelitian yang dikeluarkan oleh [[Universitas Columbia]] pada Agustus 2008. Namun, proses pemisahan grafena dari [[grafit]] masih memerlukan pengembangan teknologi lainnya sebelum ia cukup ekonomis untuk digunakan pada proses industri.<ref name="nypost">[http://www.nypost.com/seven/08252008/news/regionalnews/toughest_stuff__known_to_man_125993.htm TOUGHEST STUFF KNOWN TO MAN: DISCOVERY OPENS DOOR TO SPACE ELEVATOR] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20080906171324/http://www.nypost.com/seven/08252008/news/regionalnews/toughest_stuff__known_to_man_125993.htm |date=2008-09-06 }}, By BILL SANDERSON, nypost.com, August 25, 2008 .</ref>

Dengan menggunakan [[mikroskop gaya atom]], penelitian terkini tentang grafena telah dapat mengukur [[tetapan pegas]] lembaran-lembaran grafena yang disuspensi. Lembaran grafena yang diikat oleh [[gaya van der Waals]] disuspensi pada rongga-rongga [[silikon dioksida]] di mana digunakan AFM untuk menguji sifat mekanik dari grafena. [[Tetapan pegas]] yang terukur berkisar antara 1-5 N/m dengan [[Modulus Young]] sebesar 0,5 TPa, berbeda dari grafit yang meruah. Nilai-nilai yang tinggi ini, membuat grafena sangat kuat dan kaku. Sifat inilah yang memungkinkan grafena dimanfaatkan untuk aplikasi [[NEMS]], seperti sensor tekanan, dan resonator.<ref>Frank, I. W., Tanenbaum, D. M., Van Der Zande, A.M., and McEuen, P. L. Mechanical properties of suspended graphene sheets. ''J. Vac. Sci. Technol. B'' '''25''', 2558-2561 (2007)</ref>

Sebagaimana dengan bahan material lainnya, daerah-daerah tertentu pada grafena mengalami fluktuasi kuantum dan termal pada pergeseran relatifnya. Walaupun amplitudo fluktuasi ini terbatas pada struktur 3D-nya (bahkan untuk ukuran tak terhingga), [[teorema Mermin-Wagner]] menunjukkan bahwa amplitudo fulktuasi berpanjang gelombang panjang akan meningkat secara logaritmik terhadap struktur 2D-nya, sehingga ia akan menjadi tidak terbatas pada struktur yang berukuran tak terhingga. 

Deformasi tempatan dan regangan elastik dipengaruhi oleh divergensi yang berkisaran panjang pada pergeseran relatif ini. Dipercayai bahwa dengan struktur 2D yang cukup besar, ia akan melentuk dan mengusut membentuk struktur 3D yang berfluktuasi jika tidak terdapat tegangan lateral yang diberikan. Para peneliti telah memantau riakan pada lapisan-lapisan grafena yang disuspensi,<ref name="Meyer07" /> dan diajukan bahwa riakan-riakan ini diakibatkan oleh fluktuasi termal pada bahan. Oleh karena deformasi dinamis ini, terdapat perdebatan apakah grafena benar-benar berstruktur 2D.<ref name="Carlsson" /><ref name="Fasolino" /><ref name="RiseGraphene" />

=== Transport Spin Pada Grafena ===
Grafena dianggap sebagai bahan yang ideal untuk spintronik oleh karena [[interaksi]] orbit-[[spin]] yang kecil dan hampir tidak adanya momen magnet inti dalam [[karbon]]. Injeksi [[spin]]-arus [[listrik]] dan deteksi pada grafena telah didemonstrasikan pada suhu kamar.<ref name="Tombros">
{{cite journal
 | last = Tombros
 | first = Nikolaos
 | coauthors = et al.
 | date = [[2 August]] [[2007]]
 | volume = 448
 | issue = 
 | pages = 571–575
 | title = Electronic spin transport and spin precession in single graphene layers at room temperature
 | journal = Nature
 | doi = 10.1038/nature06037
 |format=PDF}}</ref><ref name="ChoSpin">
{{cite journal
 | last = Cho
 | first = Sungjae
 | coauthors = Yung-Fu Chen, and Michael S. Fuhrer
 | date = [[19 September]] [[2007]]
 | volume = 91
 | issue = 
 | pages = 123105 
 | title = Gate-tunable Graphene Spin Valve
 | journal = Applied Physics Letters
 | doi = 10.1063/1.2784934
 }}</ref><ref name="Ohishi">
{{cite journal
 | last = Ohishi
 | first = Megumi
 | coauthors = et al.
 | date = [[22 June]] [[2007]]
 | volume = 46
 | issue = 
 | pages = L605–L607
 | title = Spin Injection into a Graphene Thin Film at Room Temperature
 | journal = Jpn. J. Appl. Phys.
 | doi = 10.1143/JJAP.46.L605
 }}</ref> Koherensi spin yang lebih besar daripada satu telah terpantau pada suhu kamar<ref name="Tombros"/> dan kontrol polaritas arus [[spin]] yang melewati gerbang [[listrik]] telah diamati pada [[temperatur]] rendah.<ref name="ChoSpin"/>

=== Efek Magnetik ===

Selain mobilitasnya yang tinggi dan Konduktivitas yang minimum, grafena menunjukkan perilaku sangat menarik dalam suatu medan magnetik. Grafena menunjukkan ketidak normalan efek kuantum Hall dengan urutan dialihkan oleh <math>1/2</math>. Dengan demikian, konduktivitas Hall adalah <math>\sigma_{xy} = \pm {4\left(N + 1/2 \right )e^2}/h </math>, di mana <math>N</math> adalah index level rendah dan dengan menurunkan spin ganda akan dihasilkan faktor <math>4 </math>, ini dapat diukur pada [[temperatur]] kamar.<ref name="Stolyarova"/> Grafena dua lapis juga menunjukkan efek kuantum Hall, tetapi dengan urutan standar di mana <math>\sigma_{xy} = \pm {4Ne^2}/h </math>. Menariknya, level yang tinggi pertama <math>N=0</math> adalah tidak ada, yang mengindikasikan bahwa graphene bilayer tetap pada keadaan [[logam]] dan terdapat pada titik netral.<ref name="2dgasDiracFermions">Novoselov, K. S. ''et al.'' Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in graphene. ''Nature'' '''438''', 197-200 (2005)</ref>

=== Transport Elektron Pada Grafena ===

Tiap atom karbon dalam grafena mempunyai satu orbital s dan tiga orbital p. Satu orbital s dan dua orbital p digunakan untuk membentuk ikatan kovalen yang kuat dan tidak berkontribusi dalam [[konduktivitas]] sedangkan satu elektron bebas yang berada pada subkulit p membentuk orbital phi yang tegak lurus dengan lembaran grafena yang akhirnya akan menentukan sifat-sifat elektrik dari grafena. Elektron-elektron ini seperti tidak memiliki [[massa]], seperti partikel-partikel tanpa massa yang digambarkan dalam teori [[relativitas]],''e=mc<sup>2</sup>''. Hasil percobaan dari pengukuran transpor elektron menunjukkan bahwa grafena memiliki mobilitas elektron yang tinggi pada suhu ruang dengan nilai lebih dari 15.000''cm<sup>2</sup>'' ''V<sup>-1</sup>'' ''s<sup>-1</sup>''.<ref name="Stolyarova"/>

=== Grafena Oksida ===

Dengan mengoksidasi secara [[kimiawi]] grafena dan kemudian merendamnya di [[air]], lapisan-lapisan grafena akan membentuk lembaran single dengan ikatan yang sangat kuat. Lembaran-lembaran ini disebut ''Graphene Oxida Paper'' dengan keteraturan ''tensile modulus'' sebesar 32 GPa.<ref>{{Cite web |url=http://ttp.northwestern.edu/abstracts/viewabs.php?id=316&cat=83 |title=Graphene Oxide Paper, Technology Transfer Program, Northwestern University<!-- Bot generated title --> |access-date=2009-01-04 |archive-date=2007-06-19 |archive-url=https://archive.today/20070619021019/http://ttp.northwestern.edu/abstracts/viewabs.php?id=316&cat=83 |dead-url=yes }}</ref>

=== Modifikasi Kimia ===

[[Larutan]] fragmen-fragmen dari grafena dapat dipreparasi di [[laboratorium]] melalui modifikasi [[kimia]] dari [[grafit]].<ref>Sandip Niyogi, Elena Bekyarova, Mikhail E. Itkis, Jared L. McWilliams, Mark A. Hamon, and Robert C. Haddon . Solution Properties of Graphite and Graphene. ''[[J. Am. Chem. Soc.]]'' '''128'''(24) pp. 7720–7721 (2006); (Communication) {{DOI|10.1021/ja060680r}}</ref> Pertama, mikrokristalin [[grafit]] diperlakukan dengan campuran [[asam]] kuat, yaitu [[asam sulfat]] dan [[asam nitrat]]. Serangkaian tahap-tahap meliputi [[oksidasi]], hasil pengelupasannya berupa plat kecil dari grafena dengan gugus [[karboksil]] pada bagian tepinya. Kemudian, berubah menjadi gugus [[asam klorida]] dengan penambahan [[tionyl klorida]], kemudian dikonversi menjadi grafena [[amida]] yang sesuai dengan cara mentreatment dengan oktadecylamine. Ahirnya menghasilkan meterial berupa lembaran grafena berbentuk lingkaran dengan ketebalan 5,3 [[Angstrom]] yang larut dalam [[tetrahidrofuran]], [[tetraklorometana]], dan dikloroetana.

== Aplikasi ==

=== Pendeteksi Molekul Gas Tunggal ===

Grafena dapat digunakan sebagai sensor yang sangat baik untuk menentukan struktur 2Dimensi di mana keseluruhan isi grafena memiliki permukaan yang besar, membuat grafena sangat efisien untuk mendeteksi [[molekul]] yang diadsorpsi.Lokasi dari adsorpsi mengalami perubahan dalam tahanan [[listrik]]. Saat efek ini terjadi dalam material lain, grafena memiliki keunggulan karena mempunyai [[konduktivitas]] listrik yang tinggi dan rendahnya gangguan, yang membuat grafena ini tidak mengalami perubahan dalam mendeteksi.<ref name="ChemDoping">Schedin, F. ''et al''. Detection of individual gas molecules adsorbed on graphene. ''Nature Mater''. '''6''', 652-655 (2007)</ref>

=== Ultrakapasitor ===

Menurut Prof.Rod Ruoff, grafena memiliki luas permukaan 2630 ''M<sup>2</sup>''/gram dapat membentuk lapisan-lapisan dan menghasilkan ruang-ruang yang dapat menyimpan energi sehingga bisa digunakan sebagai [[ultrakapasitor]]. Ultrakapasitor dari grafena ini mempunyai [[rapat massa]] yang tinggi dibandingkan dengan kapasitor-kapasitor dielektrik konvensional. Selain itu, ultrakapasitor dari grafena memiliki range yang besar dalam menangkap energi dan menyimpan energi tersebut, sehingga dapat pula dijadikan sebagai [[sumber daya primer]] bila dikombinasikan dengan aki atau sel bahan bakar.

Ultrakapasitor dari grafena, dapat menangkap kembali energi yang terbuang dengan mengubah energi kinetik menjadi energi potensial, sehingga akan mengurangi [[kalor]] yang terbuang. [[Industri]] dapat mengurangi energi yang terbuang dengan memasang ultrakapasitor dalam mesin-mesin produksi dan dapat pula diterapkan pada bus, truk dan kereta api.<ref name="Stoller">{{cite journal
 | last = Stoller
 | first = Meryl D.
 | coauthors = Sungjin Park, Yanwu Zhu, Jinho An, and Rodney S. Ruoff
 | date = [[22 August]] [[2008]]
 | url = http://bucky-central.me.utexas.edu/RuoffsPDFs/179.pdf
 | format = PDF
 | title = Graphene-Based Ultracapacitors
 | journal = 
 | access-date = 2009-01-05
 | archive-date = 2013-03-20
 | archive-url = https://web.archive.org/web/20130320001240/http://bucky-central.me.utexas.edu/RuoffsPDFs/179.pdf
 | dead-url = yes
 }}</ref>

=== Nanoribon Grafena ===

Graphene Nanoribbons (GNRs) adalah lapisan tunggal yang esensial dari grafena yang dipotong dengan pola tertentu untuk menghasilkan sifat-sifat [[listrik]] tergantung dari tepi lembaran tersebut, dapat berbentuk Z atau ''armchair''. Berdasarkan perhitungan prediksi ''tigh binding'' bahwa GNR yang [[zigzag]] bersifat [[logam]], sedangkan ''armchair'' dapat bersifat [[logam]] ataupun semilogam tergantung lebarnya. GNR dapat mempunyai sifat logam hingga [[semikonduktor]] tergantung chiralitynya. 

GNR bertepi [[zigzag]] bersifat logam dengan bentuk khas pada kedua sisinya tanpa memperhatikan lebarnya. Sementara GNR bertepi ''armchair'' dapat bersifat logam ataupun [[semikonduktor]] tergantung pada lebar NA. GNR ''armchair'' akan bersifat [[logam]] jika NA = 3k + 2 ( k adalah [[bilangan]] bulat ) dan jika tidak maka bersifat [[semikonduktor]]. 

Akhir-akhir ini bermacam-macam ''junction'' seperti bentuk L, bentuk T dan bentuk Z di dasarkan pada dua jenis GNR yang telah diusulkan tersebut. Walaupun ''junction-junction'' ini memiliki bentuk [[geometri]] yang sama dengan junction Quasi satu [[dimensi]] yang lain, keadaan elektronnya sangat berbeda dari ''junction'' yang lain karena pada GNR elektron-elektronnya mempunyai sifat yang khas.

Perhitungan DFT akhir-akhir ini memperlihatkan nanoribbons ''armchair'' bersifat [[semikonduktor]] dengan skala [[energi]] GAP nya berbanding terbalik dengan lebarnya.<ref name = "ArmchRibb">Barone, V., Hod, O., and Scuseria, G. E. Electronic Structure and Stability of Semiconducting Graphene Nanoribbons ''Nano Lett.'' '''6''', 2748 (2006)</ref> Hasil [[eksperimen]] memperlihatkan bahwa energi GAP benar-benar meningkat dengan menurunnya lebar GNR.<ref name = "EgEngGNR">Han., M.Y., Özyilmaz, B., Zhang, Y., and Kim, P. Energy Band-Gap Engineering of Graphene Nanoribbons. ''Phys. Rev. Lett.'' '''98''', 206805 (2007)</ref> Meskipun demikian tidak ada data [[eksperimen]] yang mengukur energi GAP dari suatu GNR dan mengidentifikasi dengan tepat [[struktur]] tepinya.<ref>As of Thursday, February 28, 2008</ref>

Nanoribbons zigzag juga bersifat [[semikonduktor]] dan memiliki [[spin]] tepi yang terpolarisasi. Struktur 2Dnya memiliki daya hantar [[listrik]] dan [[termal]] yang tinggi dengan ganguan yang kecil memungkinkan GNR digunakan sebagai alternatif pengganti [[tembaga]] untuk sambungan-sambungan sirkuit tembaga. Beberapa penelitian juga dilakukan untuk membuat Quantum dots dengan mengubah lebar GNR pada titik tertentu disepanjang pita untuk membuat ''quantum confinement''.<ref>Wang, Z. F., Shi, Q. W., Li, Q., Wang, X., Hou, J. G., Zheng, H., et al. Z-shaped graphene nanoribbon quantum dot device. ''Applied Physics Letters'', '''91'''(5), 053109 (2007)</ref>

=== Transistor Grafena ===

[[Transistor]] grafena sudah ditemukan sejak 2 tahun yang lalu, namun [[transistor]] tersebut masih mengalami kebocoran dan memengaruhi penampilan atau performa jika digunakan pada chip [[komputer]], akan tetapi setelah dua tahun berikutnya kebocoran dari graphene dapat ditutupi dan telah diciptakan [[transistor]] grafena yang benar-benar stabil. [[Transistor]] grafena memiliki kelebihan dibandingkan dengan material lain seperti [[silikon]], diantaranya tidak cepat membusuk dan tidak cepat ter[[oksidasi]].<ref>{{Cite web |url=http://arxivblog.com/?p=755 |title=Graphene transistors clocked at 26 GHz Arxiv article |access-date=2009-01-05 |archive-date=2009-02-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20090201172928/http://arxivblog.com/?p=755 |dead-url=no }}</ref> Kurang lebihnya seperti itu.

== Referensi ==
{{reflist|2}}

== Lihat pula ==
* [[Grafit]]
* [[Karbon]]
* [[Hidrokarbon]]
* [[Alotrop]]
* [[Transistor]]
* [[Aromatik]]
== Pranala luar ==

* {{en}}[http://www.lintasberita.com/Teknologi/silikon_out_graphene_in silikon out graphene in]{{Pranala mati|date=Maret 2021 |bot=InternetArchiveBot |fix-attempted=yes }}
* {{en}}[http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=234 Nano balon yang sempurna] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081218160024/http://www.chem-is-try.org/?sect=artikel&ext=234 |date=2008-12-18 }}
* {{en}}[http://www.gamexeon.com/forum/hardware-article/7419-mentoknya-ukuran-semikonduktor-sudah-mulai-mendapat-titik-terang.html Mentoknya ukuran semikonduktor sudah mulai mendapat titik terang] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20090822044956/http://www.gamexeon.com/forum/hardware-article/7419-mentoknya-ukuran-semikonduktor-sudah-mulai-mendapat-titik-terang.html |date=2009-08-22 }}
* {{en}}[http://www.kompas.com/read/xml/2008/04/20/13061069/transistor.terkecil.dibuat.dari.goresan.pensil Transistor terkecil dibuat dari Goresan pensil] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081222011716/http://www.kompas.com/read/xml/2008/04/20/13061069/transistor.terkecil.dibuat.dari.goresan.pensil |date=2008-12-22 }}
* {{en}}[http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1186617552&14 Membuktikan teori Einstein dengan pensil] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20201218131157/http://www.fisikanet.lipi.go.id/utama.cgi?artikel&1186617552&14 |date=2020-12-18 }}
* {{en}}[http://www.physics.gatech.edu/npeg/ Epitaxial graphene Lab] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20081211184210/http://www.physics.gatech.edu/npeg/ |date=2008-12-11 }}

[[Kategori:Material nano]]